Nová batéria s pevným elektrolytom umožní dobitie elektromobilov len za 3 minúty

 

KĽÚČOVÉ ZISTENIA:

• Batéria dosahuje vysokú energetickú hustotu 451,5 Wh/kg.

• Zvláda trojminútové nabíjanie pri zachovaní 700 cyklov.

• Pevný elektrolyt úspešne prešiel testom penetrácie klincom.

Výskumníci z Inštitútu pre výskum kovov pri Čínskej akadémii vied vyvinuli lítiovo-kovovú batériu s pevným elektrolytom. Tento článok dosahuje energetickú hustotu 451,5 Wh/kg. Súčasné komerčné lítium-železo-fosfátové batérie pre elektrické autá poskytujú hustotu približne 200 Wh/kg.

Výsledky vedeckého výskumu boli nedávno publikované v časopise Journal of the American Chemical Society. Vyznačuje sa použitím tenkej lítiovej anódy a katódy s vysokým obsahom niklu pracujúcej pri napätí 4,7 V.

Konvenčné batérie s kvapalným elektrolytom majú často problém so stabilitou vnútorných chemických procesov. Čínski vedci tento problém vyriešili pomocou špeciálnej polymérom modulovanej solvatačnej chémie a plastifikácie rozpúšťadlom. Vďaka tomuto postupu získali stabilné cyklovanie aj pri nadmernej prúdovej záťaži.

Ďalším sledovaným parametrom je pomer kapacity negatívnej a pozitívnej elektródy. V tomto konkrétnom prípade dosahuje veľmi nízku hodnotu 1,1. Takýto nízky pomer znamená prítomnosť minimálneho množstva neaktívneho lítia, čo priamo zvyšuje hmotnostnú efektivitu celého článku.

Batéria disponuje schopnosťou veľmi rýchleho nabíjania s označením 20C. Jedno plné nabitie a vybitie tak trvá približne iba tri minúty. Pri takomto pracovnom tempe si batéria zachovala 81,9 % svojej pôvodnej kapacity aj po 700 cykloch.

Prevádzková bezpečnosť predstavuje primárnu prekážku pri vývoji lítiovo-kovových anód kvôli tvorbe škodlivých dendritov. Nový polymérový pevný elektrolyt úspešne odoláva rastu týchto ihličkovitých štruktúr. Článok batérie prešiel aj náročným testom penetrácie klincom bez toho, aby došlo k skratu a následnému vznieteniu.

PREČO JE TO DÔLEŽITÉ: Nová batéria umožňuje masívne predĺženie dojazdu vozidiel a znižuje čas nabíjania na úroveň tankovania.

Zdroj: interestingengineering.com foto: ChatGPT